(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動風吹込室、流動室及び排気室を上下方向に連接するとともに前記流動風吹込室と流動室との間に目皿板を仕切りとして具え、更に前記流動室内に原料液噴出用のノズルをその噴出口が上方に指向するように具え、前記流動風吹込室から供給される熱風によって前記ノズルから噴出された熱感受性物質が含まれた原料液を造粒乾燥する方法において、粉粒体によって形成される流動層の上方空間に、熱風を媒体として熱量を供給することにより、前記流動風吹込室から供給される熱風の温度を、流動層を形成する造粒乾燥過程の原料が熱劣化を引き起こさないように低く設定した温度より上げることなく、流動層の上方空間での原料液の乾燥効率を高めるものであり、前記流動室内には温度センサを具え、この温度センサの検出値に応じて、前記流動層の上方空間に供給する熱量を制御するようにしたことを特徴とする造粒乾燥方法。
【請求項２】
流動風吹込室、流動室及び排気室を上下方向に連接するとともに前記流動風吹込室と流動室との間に目皿板を仕切りとして具え、更に前記流動室内に原料液噴出用のノズルをその噴出口が上方に指向するように具え、前記流動風吹込室から供給される熱風によって前記ノズルから噴出された熱感受性物質が含まれた原料液を造粒乾燥する装置において、粉粒体によって形成される流動層の上方空間に対して熱風を媒体として熱量を供給するための熱風供給装置を具えて成り、更に前記流動室内には温度センサを具え、この温度センサの検出値に応じて、前記流動層の上方空間に供給する熱量を制御することにより、前記流動風吹込室から供給される熱風の温度を、流動層を形成する造粒乾燥過程の原料が熱劣化を引き起こさないように低く設定した温度より上げることなく、流動層の上方空間での原料液の乾燥効率を高めるように構成したことを特徴とする造粒乾燥機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は粉粒体の乾燥、造粒、コーティング等を行う装置に関するものであり、特に熱感受性物質を扱う場合に好適な造粒乾燥方法並びに流動層造粒乾燥機に係るものである。
【０００２】
【発明の背景】
粉粒体の乾燥、造粒、コーティング等を行うための装置としては、従来より流動層造粒乾燥機が用いられている。この装置は、流動室内において多孔性の目皿板の下方から熱風を供給し、目皿板の上方に原料液及びこの原料液が乾燥した粉粒体の流動層を形成することにより、粉粒体の乾燥、造粒、コーティング等を行うものである。
そしてこのような流動層造粒乾燥機を用いるにあたり、処理対象物が例えば酵素、抗生物質等の医薬品原料、茶エキス、澱粉等の食品原料等の熱感受性物質である場合には、これらが熱劣化を引き起こさないように目皿板の下方から供給する熱風の温度を低く設定しなければならないが、このことは乾燥のための熱エネルギーが少ないことであるから当然ながら処理速度の大幅な低下を招いてしまっていた。
【０００３】
ところで本出願人らは、特に原料液噴出用のノズルをその噴出口が上方に指向するように具えた流動層造粒乾燥機においては、原料液乾燥の様相が以下に示すようなものであることを見出すに至った。
すなわち造粒乾燥の初期の段階では、ノズルから噴霧された原料液は流動室内の上部空間で、あるいはこの上部空間に到達する途中で乾燥して微粒子となり、粒径が成長するにしたがって流動室内の下部空間で滞留して流動層を形成するものである。そしてその後にノズルから噴霧された原料液は、一部が流動床（流動層の底部付近）を形成する粉粒体に吸着して粉粒体との間で熱交換がなされて乾燥するものであり、一方、流動層の上方空間に達した霧状の原料液は、流動層を通過した熱風との間で熱交換がなされて乾燥するというものである。
【０００４】
従って、熱感受性物質が熱劣化を引き起こさないように目皿板の下方から供給する熱風の温度を低く設定した場合の処理速度の大幅な低下は、特に流動層の上方空間において、乾燥のための熱エネルギーが少ない上に、流動層を通過するに伴って温度が低下してしまった熱風を乾燥媒体（熱交換媒体）としていることに起因したものであることが解明された。
【０００５】
【解決を試みた技術課題】
本発明はこのような流動層造粒乾燥機における原料液乾燥の様相を充分に認識した上でなされたものであって、特に熱感受性物質から成る粉粒体の乾燥、造粒、コーティング等を行うのに好適な、新規な造粒乾燥方法並びに流動層造粒乾燥機の開発を技術課題とした。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち請求項１記載の造粒乾燥方法は、流動風吹込室、流動室及び排気室を上下方向に連接するとともに前記流動風吹込室と流動室との間に目皿板を仕切りとして具え、更に前記流動室内に原料液噴出用のノズルをその噴出口が上方に指向するように具え、前記流動風吹込室から供給される熱風によって前記ノズルから噴出された熱感受性物質が含まれた原料液を造粒乾燥する方法において、粉粒体によって形成される流動層の上方空間に、熱風を媒体として熱量を供給することにより、前記流動風吹込室から供給される熱風の温度を、流動層を形成する造粒乾燥過程の原料が熱劣化を引き起こさないように低く設定した温度より上げることなく、流動層の上方空間での原料液の乾燥効率を高めるものであり、前記流動室内には温度センサを具え、この温度センサの検出値に応じて、前記流動層の上方空間に供給する熱量を制御するようにしたことを特徴として成るものである。
この発明によれば、従来は流動層での熱交換が終り、排気される熱風が位置する個所として捉えられていた流動層の上部空間に対して熱量を供給することにより、この流動層の上部空間での原料液の乾燥効率を高めることとなり、流動層形成のために目皿板下方から供給する熱風の温度を上げることなく、粉粒体の乾燥、造粒、コーティングに要する時間を短縮することができる。
このため、例えば酵素等の熱感受性物質を取り扱う場合には、熱劣化を引き起こさないように目皿板の下方から供給する熱風の温度を低く設定しながらも、処理速度の低下を招いてしまうようなことがなく、従来手法よりも短時間で処理を行うことが可能となる。
また、熱風を媒体とすることにより原料液との間での熱交換を効率的に行うことができる。
更にまた、負荷の増減に応じて適切な熱量を供給することができるため、流動層の上部空間における原料液の乾燥を過不足なく行うことができ、粉粒体の乾燥、造粒、コーティングに要する時間を短縮することができる。
【０００７】
また請求項２記載の流動層造粒乾燥機は、流動風吹込室、流動室及び排気室を上下方向に連接するとともに前記流動風吹込室と流動室との間に目皿板を仕切りとして具え、更に前記流動室内に原料液噴出用のノズルをその噴出口が上方に指向するように具え、前記流動風吹込室から供給される熱風によって前記ノズルから噴出された熱感受性物質が含まれた原料液を造粒乾燥する装置において、粉粒体によって形成される流動層の上方空間に対して熱風を媒体として熱量を供給するための熱風供給装置を具えて成り、更に前記流動室内には温度センサを具え、この温度センサの検出値に応じて、前記流動層の上方空間に供給する熱量を制御することにより、前記流動風吹込室から供給される熱風の温度を、流動層を形成する造粒乾燥過程の原料が熱劣化を引き起こさないように低く設定した温度より上げることなく、流動層の上方空間での原料液の乾燥効率を高めるように構成したことを特徴として成るものである。
この発明によれば、従来は流動層での熱交換が終り、排気される熱風が位置する個所として捉えられていた流動層の上部空間に対して熱量を供給することにより、この流動層の上部空間での原料液の乾燥効率を高めることとなり、流動層形成のために目皿板下方から供給する熱風の温度を上げることなく、粉粒体の乾燥、造粒、コーティングに要する時間を短縮することができる。
このため、例えば酵素等の熱感受性物質を取り扱う場合には、熱劣化を引き起こさないように目皿板の下方から供給する熱風の温度を低く設定しながらも、処理速度の低下を招いてしまうようなことがなく、従来手法よりも短時間で処理を行うことが可能となる。
また、熱風を媒体とすることにより原料液との間での熱交換を効率的に行うことができる。
更にまた、負荷の増減に応じて適切な熱量を供給することができるため、流動層の上部空間における原料液の乾燥を過不足なく行うことができ、粉粒体の乾燥、造粒、コーティングに要する時間を短縮することができる。
そしてこれら各請求項記載の発明の構成を手段として前記課題の解決が図られる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の流動層造粒乾燥機について説明し、この装置の作動状態と合わせて本発明の造粒乾燥方法について説明する。
図中符号１で示すものが流動層造粒乾燥機であって、粉粒体Ｇの乾燥、造粒、コーティング等を行う装置である。このものは中空塔状の全体形状を有するものであって、最下部に流動風吹込室２を形成し、その上部に目皿板３を具えるとともにこの目皿板３を仕切りとして流動室５を具え、更に流動室５の上方には排気室６を連接状態に具えて構成される。
【０００９】
前記流動風吹込室２は上面を開口した円筒状部材であって、その側周部に吹込口２ａを形成するとともに、この吹込口２ａに対しては流動風供給装置７が接続される。この流動風供給装置７は、ヒータ７１によってブロワ７２から供給された外気を昇温するとともに流動風吹込室２に供給する装置であり、流動風吹込室２内部の一例として前記吹込口２ａの上部に設けた温度センサ７３の検出値に応じてバルブ７４の開度を調節できるように構成される。なお流動風供給装置７は前記ブロワ７２から、ヒータ７１を経由して吹込口２ａに至る経路を主たる経路とするものであるが、前記ヒータ７１を経由しないバイパス経路を並設するものであって、このバイパス経路に具えたバルブ７５を操作して温度調節することも可能である。
本実施の形態では、上記流動風供給装置７の構成を、９０℃の温風を０．７ｍ／ｓの流速で供給できる能力のものとした。
また前記流動風吹込室２の上部に具えた目皿板３は、一例として円形の金属板の板面に多数の孔をいわゆるパンチングメタル状に穿設して成るものである。
【００１０】
また前記流動室５は上下面を開口した逆円錐台状部材であって、図示は省略するが側周面に適宜扉、監視窓を設け、内部の洗浄等のメインテナンス及び目視を可能に構成するものである。そして側周部の下部に排出口５ａを形成するとともに、この排出口５ａに対しては一例としてスクリューコンベヤを適用した排出装置８が接続される。
また流動室５の内部には、ノズル９をその噴出口が上方に指向するように具えるものであり、このノズル９に対しては外部に配したポンプＰから原料液Ｌが供給されてここから噴霧される。なおこのノズル９の設置個所については図１、２に示すように、原料液Ｌを造粒乾燥して生成された粉粒体Ｇによって形成される流動層Ｆの内部に位置する個所とすることが好ましい。
【００１１】
そして前記流動室５側周部の上部、具体的には前記流動層Ｆの上方に位置する部位に対して送風口５ｂを形成するとともに、一例として熱風を媒体として熱量を供給するための熱風供給装置１０を具えるものである。この熱風供給装置１０は、一例として前記流動風供給装置７と同様に構成されるものであって、ヒータ１１によってブロワ１２から供給された外気を昇温するとともに流動室５に供給する装置であり、流動室５内部の一例として前記送風口５ｂの上部に設けた温度センサ１３の検出値に応じてバルブ１４の開度を調節できるように構成される。なお熱風供給装置１０は、前記ブロワ１２からヒータ１１を経由して送風口５ｂに至る経路を主たる経路とするものであるが、前記ヒータ１１を経由しないバイパス経路を並設するものであって、このバイパス経路に具えたバルブ１５を操作して温度調節することも可能である。
本実施の形態では、上記熱風供給装置１０の構成を、２００℃の熱風を８０Ａ配管で１６．２ｍ／ｓの流速で供給できる能力のものとした。
なお上述のような熱風供給装置１０の代わりに、前記流動風供給装置７におけるヒータ７１の後段を分岐して、ここから送風口５ｂに熱風を供給するようにしてもよい。
【００１２】
また前記排気室６は底面を開口した円筒状部材であり、上面に排気口６ａを形成するとともにこの排気口６ａに接続した管路にファン６ｂを具えることにより、排気室６内に位置する気体を排出できるように構成したものである。そしてこの排気室６内にはバグフィルタ６ｃ具えることにより、排出する気体中からの粉塵の除去を図るものである。
【００１３】
本発明の流動層造粒乾燥機１は一例として上述したような構造を有するものであり、以下この装置を用いた造粒乾燥方法について説明する。なおこの実施の形態では酵素等の熱感受性物質を取り扱うものであって、後出する原料液Ｌは酵素等を含んだものである。
まず流動風供給装置７を起動して流動風吹込室２内に熱風（９０℃、０．７ｍ／ｓ）を供給すると、この熱風は目皿板３を通過して流動室５内に至り、やがてバグフィルタ６ｃを通過した後、排気口６ａから外部に排気される。
【００１４】
続いてポンプＰを起動して、ノズル９から流動室５内に原料液Ｌを噴霧するものであって、霧状となった原料液Ｌは、流動室５内の上部空間に到達する途中で、あるいは流動室５内の上部空間で前記流動風供給装置７から供給された熱風との間で熱交換が行われて乾燥して微細な粉粒体Ｇとなる。そしてこの微細な粉粒体Ｇの表面に、新たに供給された霧状の原料液Ｌが付着し、乾燥して粒径が成長するにしたがって流動室５内の下部空間に移動するとともにこの部分に滞留して流動層Ｆを形成するものである。
【００１５】
続いて熱風供給装置１０を起動するものであり、ヒータ１１によって加熱された外気（２００℃、１６．２ｍ／ｓ）を送風口５ｂから流動室５内に供給する。このとき前記ノズル９からの原料液Ｌの噴霧は継続して行われているものであって、ノズル９から噴霧された原料液Ｌは、図２に示すように一部が流動床（流動層Ｆの底部付近）を形成する粉粒体Ｇに吸着して粉粒体Ｇとの間で熱交換がなされて乾燥するものである。
このときこの実施の形態では酵素等を含んだ原料液Ｌを取り扱うので、前記流動風供給装置７による送風の温度を、熱劣化を引き起こさない程度に低く設定してあるため、未乾燥の原料液Ｌが流動層Ｆの上方空間に達することとなる。そして流動層Ｆの上方空間に位置した霧状の原料液Ｌは、流動層Ｆを通過するにともなって温度が低下した熱風との間で熱交換がなされ、更には前記熱風供給装置１０によって供給された熱風との間で熱交換がなされるため、迅速に乾燥することとなる。
【００１６】
このとき温度センサ１３によって流動室５内の上部空間の温度がセンシングされているものであり、この検出値に応じて前記バルブ１４の開度を調節するため、負荷すなわち流動層Ｆの上部空間に位置する未乾燥の原料液Ｌの量に応じた適切な熱量を供給することができるものである。
因みに流動層Ｆの上部空間に位置する未乾燥の原料液Ｌは霧状であるため、個々の粒子の表面が熱風と触れることとなり、熱交換が良好になされるものである。従って熱風を媒体として供給された熱量と、負荷とのバランスがとれてさえいれば、約２００℃と比較的高温の熱風を供給しても粉粒体Ｇの温度は高温にならず、酵素等の熱感受性物質の熱劣化を引き起こすことがない。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、特に熱感受性物質を含んで成る粉粒体Ｇの乾燥、造粒、コーティング等を行うのに好適な、新規な造粒乾燥方法並びに流動層造粒乾燥機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の流動層造粒乾燥機を示す骨格図である。
【図２】  流動室内を拡大して示す透視斜視図である。
【符号の説明】
１      流動層造粒乾燥機
２      流動風吹込室
２ａ    吹込口
３      目皿板
５      流動室
５ａ    排出口
５ｂ    送風口
６      排気室
６ａ    排気口
６ｂ    ファン
６ｃ    バグフィルタ
７      流動風供給装置
８      排出装置
９      ノズル
１０    熱風供給装置
１１    ヒータ
１２    ブロワ
１３    温度センサ
１４    バルブ
１５    バルブ
７１    ヒータ
７２    ブロワ
７３    温度センサ
７４    バルブ
７５    バルブ
Ｆ      流動層
Ｇ      粉粒体
Ｌ      原料液
Ｐ      ポンプ
【図１】
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【図２】
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